磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109192956A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811051772.2(22)申请日2018.09.10(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人张佳峰张建永张宝欧星彭春丽(74)专利代理机构长沙星耀专利事务所(普通合伙)43205代理人宁星耀赵静华(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料及制备方法(57)摘要磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料及制备方法，所述磷酸锆锂快离子导体的质量为0.1～10wt%，所述磷酸锆锂快离子导体形成厚度为5～30nm的包覆层包覆在镍钴铝酸锂上；所述正极材料为粒径5～15μm的球形颗粒。制备方法包括以下步骤：（1）配制含有磷源和锆源的溶液，在有机溶剂或水中加入锆源溶液，再加入磷源溶液，搅拌，再加入镍钴铝酸锂，进行加热搅拌反应后，缓慢蒸干，所得粉末放入烘箱烘干；（2）将步骤（1）所得的粉末，置于管式炉中，进行低温快速烧结，即可。本发明正极材料具有较好的循环稳定性和倍率放电性能；本发明方法能有效降低常规包覆时表面残锂和三元材料循环稳定性低问题，工艺过程成本低，工艺简单，适宜于大工业生产。CN109192956ACN109192956A权利要求书1/1页1.磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料，其特征在于：所述磷酸锆锂快离子导体的质量为0.1～10wt%，所述磷酸锆锂快离子导体形成厚度为5～30nm的包覆层包覆在镍钴铝酸锂上；所述正极材料为粒径5～15μm的球形颗粒。2.一种如权利要求1所述的磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含有磷元素和锆元素的盐分别配制成溶液，形成锆源溶液和磷源溶液，在有机溶剂或水中加入锆源溶液，搅拌均匀，再加入磷源溶液，缓慢搅拌，形成混合溶液；再加入镍钴铝酸锂，进行加热搅拌反应后，缓慢蒸干至泥浆状，再转入烘箱烘干，即得粉末；（2）将步骤（1）所得粉末置于管式炉中，在氧化性气氛下，进行烧结，得磷酸锆锂快离子导体包覆的镍钴铝酸锂正极材料。3.根据权利要求2所述磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述锆源配制溶液相，溶液固液比为2～5:100；所述磷源配制溶液相，溶液的固液比为2～5:100；所述配制成溶液的溶剂为水、无水乙醇、乙二醇、甲醇中的一种或几种；所述锆源和磷源摩尔比为1:1.5~2。4.根据权利要求2-3任一所述磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述镍钴铝酸锂与有机溶剂或水的质量体积比为1:100～200；所述泥浆状的固液比为1:3~10。5.根据权利要求2-4任一所述磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述加热搅拌温度为70～90℃，时间为90～150min；所述缓慢蒸干温度为70～90℃，时间为20～50min；所述烘干的温度为70～90℃，时间为1~2h。6.根据权利要求2-5任一所述磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述锆源为硝酸锆、硝酸氧锆、或氯化氧锆中的一种或几种；所述磷源为磷酸二氢锂；所述有机溶剂为无水乙醇、乙二醇、甲醇或N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。7.根据权利要求2-6任一所述磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中：所述磷酸锆锂为磷酸锆锂衍生物LiZr（PO24）3、Li2ZrP2O8的一种或几种。8.根据权利要求2-7任一所述磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述管式炉烧结温度为500~1100℃，升温速率为3~5℃/min；烧结时间为0.5~3h。9.根据权利要求2-8任一所述磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氧化性气氛是指臭氧气氛、空气气氛或纯度≥99.9%的氧气气氛；所述磷酸锆锂与镍钴铝酸锂质量比为0.1～10:100。2CN109192956A说明书1/5页磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料及制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种正极材料及其制备方法，具体涉及一种磷酸锆锂快离子导体包覆镍钴铝酸锂正极材料及制备方法。背景技术[0002]锂离子电池被认为是能够实现动力电池最有前景的储能循环体系之一，具有高能量密度，工作电压高，